Qual é a diferença entre um sólido e um fluido? Explique

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente entender e explicar a diferença entre um sólido e um fluido. Isso faz parte da parte de física (mecânica dos materiais / mecânica dos fluidos). Para resolver, a gente vai precisar saber:
  1. O que é tensão de cisalhamento (força por área) e o que é deformação (mudança de forma).
  2. Como os sólidos reagem a uma tensão (Lei de Hooke) e como os fluidos reagem (Lei de Newton para fluidos).

Passo 2

Primeiro, sólidos.
  • Imagine um pedaço de massinha dura: se você empurra de leve, ele deforma um pouquinho, mas quando você para de empurrar, ele volta à forma inicial.
  • Em termos de grandezas, a gente fala de tensão de cisalhamento tau (força paralela dividida pela área) e deformação de cisalhamento gamma (o quanto a forma “escorrega”).
  • Para sólidos lineares (elásticos), vale a Lei de Hooke:
tau = G,gamma
onde G é o módulo de cisalhamento (rigidez). Isso significa que, enquanto tau for menor que um certo limite, a deformação gamma é proporcional e, ao cessar a força, o sólido volta ao normal.

Passo 3

Agora, fluidos.
  • Pense na água ou no óleo: se você aplica até uma força pequena, ele começa a escorrer imediatamente, sem “voltar” depois.
  • A tensão de cisalhamento nos fluidos está ligada à taxa de variação de velocidade com a distância, conhecida como gradiente de velocidade dotgamma = dvdy.
  • Para fluidos newtonianos (como a maioria das águas e óleos comuns), vale a Lei de Newton para fluidos:
tau = eta,dotgamma
onde eta é a viscosidade. Note que, diferente do sólido, qualquer tau>0 gera dotgamma>0, ou seja, ele sempre “flui” enquanto tiver força.

Passo 4

Hora do comparativo prático:
  • Sólido: suporta uma tensão sem escoar. Se parar a força, a forma retorna (comportamento elástico).
  • Fluido: não suporta tensão de cisalhamento estática; assim que você aplica, ele continua deformando (escoando), sem retornar.

Resposta

A diferença básica é que sólidos resistem a tensões de cisalhamento até um ponto e voltam à forma original (Lei de Hooke, tau=Ggamma), enquanto fluidos não suportam tensão de cisalhamento estática e escorrem continuamente com qualquer esforço aplicado (Lei de Newton para fluidos, tau=eta,dotgamma).

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